ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ МЕТАПОПУЛЯЦИЙ КРАПЧАТОГО СУСЛИКА (SPERMOPHILUS SUSLICUS GÜLD.)
В ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ АРЕАЛА: АНАЛИЗ МАРКЕРОВ яДНК 

Закс Светлана Сергеевна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Научно-учебная лаборатория молекулярной экологии и систематики животных, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: s.s.zaks@yandex.ru
Кузьмин Антон Алексеевич, кандидат биологических наук, доцент, кафедра биотехнологий и техносферной безопасности, Пензенский государственный технологический университет (Россия, г. Пенза, проезд Байдукова/ул. Гагарина, 1а/11), E-mail: kuzmin-puh@yandex.com
Симаков Максим Дмитриевич, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: maksimakov@bk.ru
Титов Сергей Витальевич, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой зоологии и экологии, декан факультета физико- математических и естественных наук, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза,
ул. Красная, 40), E-mail: svtitov@yandex.ru 

591.557:599.322.2 

DOI

10.21685/2307-9150-2018-3-6 

Актуальность и цели. Фрагментация исторического ареала широко распространенных видов млекопитающих под действием экологических факторов естественной и антропогенной природы в последнее время стала довольно обычным явлением. За последние 40 лет ареал крапчатого суслика в Поволжье сильно изменился. В результате быстрой фрагментации восточная часть ареала крапчатого суслика приобрела метапопуляционную структуру. Целью исследования было изучение генетического полиморфизма метапопуляций крапчатого суслика, обнаруженных в восточной части его ареала, с использованием молекулярно-генетического маркера ядерной ДНК – HOX b5 и сопоставление полученных результатов с полученными ранее данными.
Материалы и методы. Была исследована генетическая структура 12 популяций крапчатого суслика, обнаруженных на территории Ульяновской области и входящих в состав пяти выделенных ранее метапопуляций. Были использованы специфические для сусликов праймеры, применяемые для амплификации фрагментов гена HOX b5, и просеквенировано 29 образцов. Генетическая структура метапопуляций описывали по соотношению гаплотипов и генотипов HOX b5 при использовании результатов ранее проведенных исследований структуры популяций крапчатого суслика по фрагменту гена p53.
Результаты. Анализ нуклеотидных последовательностей (713 пн) фрагмента гена HOX b5 из 12 географических популяций крапчатого суслика в Ульяновской области показал высокую консервативность последовательностей этого молекулярного маркера (С = 0,999). Была выявлена только одна нуклеотидная замена по 173-й позиции – транзиция A–G. Проведенный ML-анализ нуклеотидных последовательностей позволил объединить отдельные географически изолированные точки в две группировки – группу “А” и группу “G” (по имеющемуся нуклеотиду в позиции 173). Полиморфизм изученного ядерного маркера HOX b5 в границах фрагментированной восточной части ареала крапчатого суслика снижается с юга на север и с востока на запад. Наиболее мономорфны оказались Центральная и Северо-Западная метапопуляции. При этом по этой же линии отмечается и уменьшение доли менее распространенного гаплотипа (G) этого ядерного маркера.
Выводы. Изучение полиморфизма двух ядерных маркеров (HOX b5 и 6 интрона гена р53) показало, что они достаточно надежно дифференцируют географически изолированные популяции крапчатого суслика. При этом второй из маркеров является более информативным для подобных исследований. По обоим маркерам как по гаплотипам, так и по генотипам не отличаются метапопуляции II (Восточная или Приволжская) и IV (Северная). По всей видимости, эти результаты могут косвенно указывать на однородность населения этих метапопуляций, а также, возможно, только на внешнюю их географическую дифференциацию при внутренней генетической однородности. 

Ключевые слова

крапчатый суслик, ядерная ДНК, ген p53, ген HOX b5, Ульяновская область 

 Скачать статью в формате PDF

1. Hanski, I. A practical model of metapopulation dynamics / I. Hanski // Journal of Animal Ecology. – 1994. – Vol. 63. – P. 151–162.
2. Титов, С. В. Современное распространение и изменение численности крапчатого суслика в восточной части ареала / С. В. Титов // Зоологический журнал. – 2001. – Т. 80, № 2. – С. 230–235.
3. Закс, С. С. Современное распространение и биотопические предпочтения крапчатого суслика (Spermophilus suslicus Güld.) в Среднем Поволжье / С. С. Закс, А. А. Кузьмин, С. В. Титов // Известия высших учебных заведений. Поволжский
регион. Естественные науки. – 2016. – № 3 (15). – С. 47–56. – DOI 10.21685/2307-9150-2016-3-5.
4. Попов, В. А. Млекопитающие Волжско-Камского края (насекомоядные, рукокрылые, грызуны) / В. А. Попов. – Казань : Изд-во Казан. фил. АН СССР, 1960. – 468 с.
5. Титов, С. В. Популяционные и генетические механизмы межвидовой гибридизации млекопитающих (на примере рода Spermophilus) : автореф. дис. … д-ра биол. наук / Титов С. В. – М., 2009. – 48 с.
6. Динамика ареалов и современное состояние поселений наземных беличьих в правобережных районах Поволжья / С. В. Титов, А. А. Кузьмин, Р. В. Наумов, О. А. Ермаков, С. С. Закс, О. В. Чернышова. – Пенза : Изд-во ПГУ, 2015. – 124 с.
7. Красная книга Пензенской области. Т. 2. Животные – Пенза : Пензенская правда, 2005. – 300 с.
8. Красная книга Саратовской области. Грибы. Лишайники. Растения. Животные / Комитет охраны окружающей среды и природопользования Саратовской области. – Саратов : Изд-во Торгово-промышленной палаты Саратовской области, 2006. – 528 с.
9. Красная книга Республики Татарстан (животные, растения, грибы). – 2-е изд. – Казань, 2006. – 832 с.
10. Красная книга Ульяновской области / под науч. ред. Е. А. Артемьевой, А. В. Масленникова, М. В. Корепова. – М. : Буки Веди, 2015. – 550 с.
11. Красная книга Чувашской Республики. Т. 1. Ч. 2. Животные. – Чебоксары : ИПК Чувашия, 2011. – 372 с.
12. Sambrook, J. Molecular cloning: А laboratory Manual / J. Sambrook, E. F. Fritsch, T. Maniatis. – New York : Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, 1989. – Р. 58–64.
13. Изучение гибридизации четырех видов сусликов (Spermophilus: Rodentia, Sciuridae) молекулярно-генетическими методами / О. А. Ермаков, В. Л. Сурин, С. В. Титов, А. Ф. Тагиев, А. В. Лукьяненко, Н. А. Формозов // Генетика. – 2002. – Т. 38, № 7. – С. 950–964.
14. Gehring, W. J. The homeobox in perspective / W. J. Gehring // Trends in Biochemical Sciences. – 1992. – Vol. 17, № 8. – P. 277–280. – DOI 10.1016/0968-0004(92) 90434-B.
15. Gehring, W. J. Exploring the homeobox / W. J. Gehring // Gene. – 1993. – Vol. 135 (1–2). – P. 215–221. – DOI 10.1016/0378-1119(93)90068-E.
16. Bürglin, T. R. Homeodomain proteins: an update / T. R. Bürglin, M. Affolter // Chromosoma. – 2015. – № 125 (3). – P. 1–25. – DOI 10.1007/s00412-015-0543-8.
17. Estimating Divergence Times in Large Molecular Phylogenies / K. Tamura, F. U. Battistuzzi, P. Billing-Ross, O. Murillo, A. Filipski, S. Kumar // Proceedings of the National Academy of Sciences. – 2012. – № 109. – P. 19 333–19 338.
18. Librado, P. DnaSP v5: A software for comprehensive analysis of DNA polymorphism data / P. Librado, J. Rozas // Bioinformatics. – 2009. – № 25. – P. 1451–1452.
19. Закс, С. С. Генетическая структура популяций крапчатого суслика (Spermophilus suslicus Güld.) в Среднем Поволжье по данным анализа яДНК / С. С. Закс, А. А. Кузьмин, С. В. Титов // Известия высших учебных заведений. Поволжский
регион. Естественные науки. – 2016. – № 4 (16). – С. 3–13. – DOI 10.21685/2307-9150-2016-4-1.